أساس جيني لاضطراب تعاطي الكحول

تحديد مناطق جينية مسؤولة عنه

أساس جيني لاضطراب تعاطي الكحول
TT

أساس جيني لاضطراب تعاطي الكحول

أساس جيني لاضطراب تعاطي الكحول

كشفت دراسة أجراها مركز فيرجينيا كونيتيكت للرعاية الصحية، بالتعاون مع باحثين في جامعة ييل في الولايات المتحدة، وجود بنية وراثية مشتركة لمشكلة تعاطي الكحول في الأسلاف حول العالم.

جينات الخطرويُشار إلى تعاطي الكحول بشكل معتاد باسم «إشكالية تعاطي الكحول» problematic alcohol use (PAU) أو «اضطراب تعاطي الكحول» alcohol use disorder (. (AUD ويشمل الإفراط في شرب الخمر بشكل منتظم مع آثار سلبية على الصحة.

ونشرت نتائج الدراسة في مجلة «نيتشر مديسن» Nature Medicine في 7 ديسمبر (كانون الأول) 2023. وقد سلطت الضوء على الأساس الجيني لإشكالية تعاطي الكحول الذي يعد سبباً رئيسياً لمشاكل الصحة في عدة فئات عمرية ويُعد السبب الرئيسي للوفيات في الأفراد الذين يعانون منه.

وتُعتبر هذه الدراسة الأكبر حتى الآن لمشكلة تعاطي الكحول، حيث حددت العديد من جينات الخطر الجديدة وكشفت عن تفاصيل بيولوجية جديدة. ومن خلال فهم أفضل للبيولوجيا المرتبطة بإشكالية تعاطي الكحول سيمكن للعلماء الآن تطوير علاجات فعّالة بشكل أكبر.

اضطراب وراثي وبيئيفي دراسة سابقة نشرت في مجلة Am J Psychiatry في 1 أغسطس (آب) 2023، قال هنري ريتشارد كرانزل، أستاذ الطب النفسي ومدير مركز دراسات الإدمان في كلية بيرلمان للطب بجامعة بنسلفانيا الولايات المتحدة، إن ما يقرب من نصف سكان الولايات المتحدة الذين تبلغ أعمارهم 12 عاماً أو أكبر يساهمون بشرب الخمر بكثرة، وهو أمر شائع يؤدي إلى العديد من النتائج الطبية والنفسية والاجتماعية الضارة. وهناك أكثر من 140 ألف حالة وفاة سنوياً في الولايات المتحدة. وشرب الخمر هو عامل الخطر الرئيسي لاضطراب تعاطي الكحول، الذي يبلغ معدل انتشاره الحالي في الولايات المتحدة 11 بالمائة، ومع ذلك لا يتم علاج مثل هذه الحالات، حيث يتلقى أقل من 15 بالمائة من الأفراد الذين تم تشخيصهم مدى الحياة أي علاج.

إن خطر اضطراب تعاطي الكحول وراثي وبيئي بشكل متساوٍ تقريباً، وغالباً ما يستجيب للعلاجات النفسية والاجتماعية، بما في ذلك العلاج السلوكي المعرفي والعلاج التعزيزي التحفيزي، كما تؤثر الكحول على العديد من أنظمة الناقلات العصبية، وبالتالي فإن العلاج الدوائي لاضطراب تعاطي الكحول قد يكون فعالاً أيضاً.

تحديد الأهداف الجينيةقال الدكتور هانغ تشو، أستاذ مساعد في الطب النفسي والمعلوماتية الطبية الحيوية وعلوم البيانات في كلية الطب بجامعة ييل وفيرجينيا كونيتيكت والمؤلف الرئيسي للدراسة الحديثة، إن البحث مع التركيز الأساسي على فهم الآلية الجزيئية الكامنة وراء مشكلة تعاطي الكحول وتحديد الأهداف الجينية للدراسات الدوائية المحتملة، أمر في غاية الأهمية لتطوير العلاجات المستقبلية، ويمكن أن يساعد في التخفيف من عواقب الإفراط في تعاطي الكحول.

وقام الباحثون بتضمين مجموعات أسلاف جينية متنوعة، بما في ذلك أشخاص من أصول أوروبية وأفريقية ومن أميركا اللاتينية وشرق آسيا وجنوب آسيا. واستندوا بشكل رئيسي إلى برنامج المليون محارب Million Veteran Program (MVP)، وهو برنامج بحثي وطني يبحث في كيفية تأثير الجينات ونمط الحياة والخبرات العسكرية وأنواع التعرضات على الصحة والعافية لدى المحاربين القدامى في الولايات المتحدة كمصدر رئيسي للبيانات. وقاموا بدمج بياناتهم مع بيانات من مصادر أخرى لإجراء التحليلات.

وبالمقارنة مع الأبحاث السابقة أظهر هذا العمل أن البنية الوراثية لإشكالية تعاطي الكحول مشتركة بشكل كبير بين هذه المجموعات السكانية رغم وجود اختلافات وراثية في مجموعات سكانية مختلفة بالنسبة لإشكالية تعاطي الكحول. إلا أن هناك تشابهات أكبر، حيث سمحت هذه المعلومات الوراثية المتنوعة للباحثين بتحسين قوة اكتشاف الجينات.

ومن خلال الاستفادة من المعلومات المتعددة السلالات تم تحديد 110 مناطق جينية. وكان هناك رسم خرائط دقيق محسّن للمتغيرات السببية المحتملة في كل منطقة.

تقييم درجات المخاطراستخدم الباحثون أيضاً طرقاً مختلفة لتحديد أولويات الجينات المتعددة مع أدلة متقاربة تربط إشكالية تعاطي الكحول مع بيولوجيا الدماغ من خلال التعبير الجيني وتحليلات تفاعل الكروماتين في الدماغ. ويعتبر هذا العمل مصدراً قيماً للموارد والأهداف للتحليلات الوظيفية المستقبلية وتطوير الأدوية.

وأشار الدكتور جويل جيليرنتر، أستاذ في الطب النفسي وعلم الأعصاب في كلية الطب بجامعة ييل وفيرجينيا كونيتيكت وهو أيضاً مؤلف رئيسي للدراسة، إلى أن البيانات الناتجة من هذا البحث توفر فهماً أفضل لبيولوجيا تعاطي الكحول، مما يشير إلى أن بعض الأدوية المعتمدة بالفعل قد تصبح أدوات للعلاج في المستقبل.

وأضاف الباحثون أن تحليلات إعادة استخدام الأدوية أظهرت العديد من الأدوية الحالية كعلاجات محتملة لتعاطي الكحول، كما قاموا بحساب درجات المخاطر الجينية polygenic risk scores (PRS) التي يمكن استخدامها لتقدير المخاطر الجينية للفرد بالنسبة لإشكالية التعاطي. ورغم أن هذه الدرجات ليست جاهزة بعد للاستخدام السريري فإنهم اختبروا ارتباطها بمئات السمات الطبية في بنوك حيوية متعددة، مما أظهر ارتباطات جينية بين إشكالية تعاطي الكحول والعديد من الاضطرابات العقلية والعصبية الأخرى.



نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.